文档介绍：设计计算
基坑支护结构设计时，作用的效应设计值应符合下列规定：
1 基本组合的效应设计值可采用简化规则，应按下式进行计算：
（-1）
式中 ——基本组合的效应设计值；
—并不考虑周围建（构）筑物存在的影响，可以用来间接评估基坑开挖引起周围环境的附加变形。上海市《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61）提出了如图35所示的地表沉降曲线分布，其中最大地表沉降δvm可根据其与围护结构最大侧移δhm的经验关系来确定，一般可取δvm=。
图35 围护墙后地表沉降预估曲线
δγ/δγm-坑外某点的沉降/最大沉降；d/H-坑外地表某点围护墙外侧的距离/基坑开挖深度
a-主影响区域；b-次影响区域
另一种方法是有限元法，但在应用时应有可靠的工程实测数据为依据。且该方法分析得到的结果宜与经验方法进行相互校核，以确认分析结果的合理性。采用有限元法分析时应合理地考虑分析方法、边界条件、土体本构模型的选择及计算参数、接触面的设置、初始地应力场的模拟、基坑施工的全过程模拟等因素。
关于建筑物的允许变形值，表23是根据国内外有关研究成果给出的建筑物在自重作用下的差异沉降与建筑物损坏程度的关系，可作为确定建筑物对基坑开挖引起的附加变形的承受能力的参考。
表23 各类建筑物在自重作用下的差异沉降与建筑物损坏程度的关系
建筑结构类型
δ/L（L为建筑物长度，δ为差异沉降）
建筑物的损坏程度
1 一般砖墙承重结构，包括有内框架的结构，建筑物长高比小于10；有圈梁；天然地基（条形基础）
达1/150
分隔墙及承重砖墙发生相当多的裂缝，可能发生结构破坏
2 一般钢筋混凝土框架结构
达1/150
发生严重变形
达1/300
分隔墙或外墙产生裂缝等非结构性破坏
达1/500
开始出现裂缝
3 高层刚性建筑（箱型基础、桩基）
达1/250
可观察到建筑物倾斜
4 有桥式行车的单层排架结构的厂房；天然地基或桩基
达1/300
桥式行车运转困难，不调整轨面难运行，分割墙有裂缝
5 有斜撑的框架结构
达1/600
处于安全极限状态
6 一般对沉降差反应敏感的机器基础
达1/850
机器使用可能会发生困难，处于可运行的极限状态
3 基坑工程是支护结构施工、降水以及基坑开挖的系统工程，其对环境的影响主要分如下三类：支护结构施工过程中产生的挤土效应或土体损失引起的相邻地面隆起或沉降；长时间、大幅度降低地下水可能引起地面沉降，从而引起邻近建（构）筑物及地下管线的变形及开裂；基坑开挖时产生的不平衡力、软黏土发生蠕变和坑外水土流失而导致周围土体及围护墙向开挖区发生侧向移动、地面沉降及坑底隆起，从而引起紧邻建（构）筑物及地下管线的侧移、沉降或倾斜。因此除从设计方面采取有关环境保护措施外，还应从支护结构施工、地下水控制及开挖三个方面分别采取相关措施保护周围环境。必要时可对被保护的建（构）筑物及管线采取土体加固、结构托换、架空管线等防范措施。
支护结构的内力和变形分析，宜采用侧向弹性地基反力法计算。土的侧向地基反力系数可通过单桩水平载荷试验确定。
【条文说明】 支护结构计算的侧向弹性抗力法来源于单桩水平力计算的侧向弹性地基梁法。用理论方法计算桩的变位和内力时，通常采用文克尔假定的竖向弹性地基梁的计算方法。地基水平抗力系数的分布图式常用的有：常数法；“k”法；“m”法；“c”法等。不同分布图式的计算结果，往往相差很大。国内常采用“m”法，假定地基水平抗力系数（）随深度正比例增加，即，z为计算点的深度，m称为地基水平抗力系数的比例系数。按弹性地基梁法求解桩的弹性曲线微分方程式，即可求得桩身各点的内力及变位值。基坑支护桩计算的侧向弹性抗力法，即相当于桩受水平力作用计算的“m”法。
1 地基水平抗力系数的比例系数m值
m值不是一个定值，与现场地质条件，桩身材料与刚度，荷载水平与作用方式以及桩顶水平位移取值大小等因素有关。通过理论分析可得，作用在桩顶的水平力与桩顶位移X的关系如下式所示：
（）
式中 H——作用在桩顶的水平力（kN）；
A——弹性长桩按m法计算的无量纲系数；
EI——桩身的抗弯刚度；
——桩的水平变形系数，（1/m），其中为桩身计算宽度（m）。
无试验资料时，m值可从表24中选用。
表24 非岩石类土的比例系数m值表
地基土类别
预制桩、钢桩
灌注桩
m
相应单桩地面处水平位移（
m
相应单桩地面处水平位移（
（）